Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan) HIGH FREQUENCY BURST ELECTRON GUN SYSTEM FOR SAGA LIGHT SOURCE K.HanakawaA), H.OhtaniA), K.SakoA),S.Fukumoto A), Y.Iwasaki B),T.TomimasuB) A) Mitsubishi Electric Corporation, Energy & Public Infrastructure Systems Center 1-1-2 Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe 652-8555, Japan B) SAGA Light Source 8-7 Yayoigaoka, Tosu 841-0005,Japan Abstract A 250MeVelectron linear accelerator in 1.4GeV synchrotron radiation source (SAGA Light Source) is installed to actual place from June, 2004. The 22.3125MHz/89.25MHz burst electron gun system which is used for this electron linear accelerator is constructed. We report a characteristic of this system, constitution and the electron beam emission examination. 佐賀LS向け高繰り返しバースト電子銃システム１．はじめに安全保護装置（静電シールド）佐賀県立九州シンクロトロン光研究センターに建設している1.4GeVシンクロトロンの入射器に用いられる250MeVリニアックは2003年6月から据え付けが開始されている。本電子リニアックに用いられる 22.3125MHz/89.25MHzバースト出力の電子銃システムを製作した。本システムの特徴、構成、及び工場で実施したエミッション試験結果を報告する。高電圧デッキ制御ユニット制御盤PLC バイアス電源 178.5MHz 現場制御盤 E/O 電子銃制御盤 E/O ２．仕様 O/E O/E -120kV(DC) 1.5A(peak) 600ps(FWHM) 1μs/9μs 22.3125MHz/89.25MHz 10Hz リングへの入射モードには、マクロパルス幅1μs の電子ビームが用いられ、自由電子レーザー発振モードには、マクロパルス幅9μsの電子ビームが用いられる。３．構成電子銃システムの構成を図１に示す。電子銃グリッドパルサーパルス伝送装置 DC-120kV 電子リニアックは、加速蓄積型リングに入射できるとともに、自由電子レーザー発振に用いることのできる装置である。電子銃は以下の性能を有している。カソード電圧ビーム電流ミクロパルス幅マクロパルス幅ミクロパルス繰り返しマクロパルス繰り返しヒータ電源 PLC 絶縁碍子高電圧電源アースプレート図１電子銃システムブロック構成図電子銃は、約250mmのセラミック銃管を使い、 DC-120kVを持たせ、EIMAC製Y646Bグリッド付きカソードユニットを採用した。グリッドパルサーには、Kentech社製グリッドパルサーを採用し、ミクロパルス周波数 22.3125MHz/89.25MHz 、パルス幅 600psのバーストパルスをカソードに出力している。グリッドパルサーと電子銃の間には、50Ωの同軸管を設けて、歪なくパルスを伝送し、かつヒータ電力とバイアス電圧を供給できるパルス伝送装置を配している。グリッドパルサーへの入力信号はマクロパルスの立ち上がりポイントを決めるトリガー信号とバーストパルスのトリガー信号となる178.5MHzのRF信号を用意し、２種類の電気/光変換器及び光/電気変換器を使い、低電圧部から高電圧部にトリガー信号伝 444 Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan) トエミッションが観測された。送している。電気/光変換素子には三菱電機製レーザダイオード（FU-436SDF-F1V1）を、光/電気変換素子には三菱電機製フォトダイオード（FU-39PD）を採用した。電子銃システムの写真を図2に示す。図4-1 図2 22.3125MHzのバーストエミッション波形電子銃高電圧部の写真３．測定結果主要構成機器の測定結果を以下に示す。パルス伝送装置のパルス伝送結果を図に示す。試験用グリッドパルサーからの出力パルス（幅 700ps（半値幅））の伝送パルス波形を図3に示す。減衰量は18%であり、パルスにひずみなく伝送できることを確かめた。図4-2 図3 22.3125MHzのエッション波形（拡大）パルス伝送装置透過後のグリッドパルス波形電子銃のエミッション波形をファラデーカップで測定した。22.3125MHzのバーストパルス波形を図41に、拡大波形を図4-2に示す。また、178.5MHz（試験用グリッドパルサー）のバーストパルス波形を図 5-1、拡大波形を図5-2に示す。予定とおりのバース図5-1 445 178.5MHzのバーストエミッション波形 Proceedings of the 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and the 29th Linear Accelerator Meeting in Japan (August 4 - 6, 2004, Funabashi Japan) Grid Voltage 125V 1600 1400 Emission (mA) 1200 Bias Voltadge 40V 60V 80V 100V 120V 140V 1000 800 600 400 200 0 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Cathode Voltage (kV) 図5-2 178.5MHzのエミッション波形（拡大）カソード電圧とエミッション電流量の関係を測定したので、報告する。グリッドパルサー出力電圧を 125V固定とし、バイアス電圧を40V~140V変化させたときのエミッション電流量を測定した。結果を図 6に示す。図6 エミッション電流とカソード電圧の関係４．まとめ今回、佐賀LS向けの電子銃システムを開発した。結果、バースト周波数178.5MHz、パルス幅600psのパルスビームを出射できる電子銃を開発することができた。本電子銃で、SRリングへの入射モード及び自由電子レーザーモード対応の電子銃システムが完成できた。さらには、178.5MHz運転により自由電子レーザー出力が増加、リングへの入射時間の短縮が期待できる。研究会当日では、現地据え付け後の電子銃エミッション試験結果を報告する予定である。参考文献 [1] T.Tomimasu, et al., Proceedings of the 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, Tsukuba, Jul.30-Aug. 1, 2003,pp309-311. 446